Skip to main content
Log in

Determining the time delays in the gravitational lens PG 1115+080

  • Published:
Astronomy Reports Aims and scope Submit manuscript

Abstract

A statistical analysis of published long-term photometric monitoring observations of the gravitationally lensed quasar PG 1115+080 in the optical is presented. This goal of this study is determining the time delay between variability of the quasar manifest in its various images. Light curves of the components of PG 1115+080 obtained in 2001–2006 at the Maidanak Observatory (Uzbekistan) are considered. A linear trend is observed in the light curves of all four components during 2006, with rapid brightness variations observed only in components A1 and C. This could be a consequence of microlensing or observational errors. Application of a modified cross-correlation method to the photometric data obtained in 2004–2005 yields the time delays τ BC = 22 +2−3 days, τ AC = 12 +2−1 days, and τ BA = 10 +2−3 days, in agreement with results obtained earlier by Schechter et al. and Barkana for 1995–1996 light curves using two different statistical-analysis methods. However, the new values of τ BA and τ BC differ from those obtained by Vakulik et al. using the same Maidanak Observatory data. The ratio τ AC/τ BA ∼1.2, which is close to the values obtained by Barkana (∼1.13) and predicted by lens models (∼1.4); these differ from the values obtained by Schechter et al. (∼0.7) and Vakulik et al. (∼2.7).

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. A. Einstein, Ann. Phys. 340, 898 (1911).

    Article  Google Scholar 

  2. S. Refsdal, Mon. Not. R. Astron. Soc. 128, 307 (1964).

    Article  ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  3. S. Refsdal, Mon. Not. R. Astron. Soc. 132, 101 (1966).

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. C. S. Kochanek, Astrophys. J. 578, 25 (2002).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. A. G. Riess, L. Macri, S. Casertano, H. Lampeitl, H. C. Ferguson, and A. V. Filippenko, Astrophys. J. 730, 119 (2011).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. M. Tegmark, M. A. Strauss, M. R. Blanton, K. Abazajian, S. Dodelson, H. Sandvik, X. Wang, D. H. Weinberg, I. Zehavi, N. A. Bahcall, F. Hoyle, D. Schlegel, R. Scoccimarro, M. S. Vogeley, A. Berlind, N. Budavari, A. Connolly, D. J. Eisenstein, D. Finkbeiner, J. A. Frieman, J. E. Gunn, L. Hui, B. Jain, D. Johnston, S. Kent, H. Lin, R. Nakajima, R. C. Nichol, J. P. Ostriker, A. Pope, R. Scranton, U. Seljak, R. K. Sheth, A. Stebbins, A. S. Szalay, I. Szapudi, Y. Xu, J. Annis, J. Brinkmann, S. Burles, F. J. Castander, I. Csabai, J. Loveday, M. Doi, M. Fukugita, B. Gillespie, G. Hennessy, D. W. Hogg, Z. Ivezic, G. R. Knapp, D. Q. Lamb, B. C. Lee, R. H. Lupton, T. A. McKay, P. Kunszt, J. A. Munn, L. O’Connell, J. Peoples, J. R. Pier, M. Richmond, C. Rockosi, P. Schneider, Ch. Stoughton, D. L. Tucker, D. E. van den Berk, B. Yanny, and D. G. York, Phys. Rev. D 69, 3501 (2004).

    Article  Google Scholar 

  7. P. A. R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, A. J. Banday, R. B. Barreiro, J. G. Bartlett, E. Battaner, K. Benabed, A. Benoît, A. Benoit-Lévy, J. - P. Bernard, M. Bersanelli, P. Bielewicz, J. Bobin, J. J. Bock, A. Bonaldi, J. R. Bond, J. Borrill, F. R. Bouchet, M. Bridges, M. Bucher, C. Burigana, R. C. Butler, E. Calabrese, B. Cappellini, J. - F. Cardoso, A. Catalano, A. Challinor, A. Chamballu, R. -R. Chary, X. Chen, H. C. Chiang, L. -Y Chiang, P. R. Christensen, S. Church, D. L. Clements, S. Colombi, L. P. L. Colombo, F. Couchot, A. Coulais, B. P. Crill, A. Curto, F. Cuttaia, L. Danese, R. D. Davies, R. J. Davis, P. de Bernardis, A. de Rosa, G. de Zotti, J. Delabrouille, J. -M. Delouis, F. - X. Désert, C. Dickinson, J. M. Diego, K. Dolag, H. Dole, S. Donzelli, O. Doré, M. Douspis, J. Dunkley, X. Dupac, G. Efstathiou, F. Elsner, T. A. Enßlin, H. K. Eriksen, F. Finelli, O. Forni, M. Frailis, A. A. Fraisse, E. Franceschi, T. C. Gaier, S. Galeotta, S. Galli, K. Ganga, M. Giard, G. Giardino, Y. Giraud-Héraud, E. Gjerløw, J. González-Nuevo, K. M. Górski, S. Gratton, A. Gregorio, A. Gruppuso, J. E. Gudmundsson, J. Haissinski, J. Hamann, F. K. Hansen, D. Hanson, D. Harrison, S. Henrot-Versillé, C. Hernández-Monteagudo, D. Herranz, S. R. Hildebrandt, E. Hivon, M. Hobson, W. A. Holmes, A. Hornstrup, Z. Hou, W. Hovest, K. M. Huffenberger, A. H. Jaffe, T. R. Jaffe, J. Jewell, W. C. Jones, M. Juvela, E. Keihänen, R. Keskitalo, T. S. Kisner, R. Kneissl, J. Knoche, L. Knox, M. Kunz, H. Kurki-Suonio, G. Lagache, A. Lähteenmäki, J. -M. Lamarre, A. Lasenby, M. Lattanzi, R. J. Laureijs, C. R. Lawrence, S. Leach, J. P. Leahy, R. Leonardi, J. León-Tavares, J. Lesgourgues, A. Lewis, M. Liguori, P. B. Lilje, M. Linden-Vørnle, M. López-Caniego, P. M. Lubin, J. F. Macías-Pérez, B. Maffei, D. Maino, N. Mandolesi, M. Maris, D. J. Marshall, P. G. Martin, E. Martínez-González, S. Masi, M. Massardi, S. Matarrese, F. Matthai, P. Mazzotta, P. R. Meinhold, A. Melchiorri, J. -B. Melin, L. Mendes, E. Menegoni, A. Mennella, M. Migliaccio, M. Millea, S. Mitra, M.-A. Miville-Deschênes, A. Moneti, L. Montier, G. Morgante, D. Mortlock, A. Moss, D. Munshi, J. A. Murphy, P. Naselsky, F. Nati, P. Natoli, C. B. Netterfield, H. U. Nørgaard-Nielsen, F. Noviello, D. Novikov, I. Novikov, I. J. O’Dwyer, S. Osborne, C. A. Oxborrow, F. Paci, L. Pagano, F. Pajot, D. Paoletti, B. Partridge, F. Pasian, G. Patanchon, D. Pearson, T. J. Pearson, H. V. Peiris, O. Perdereau, L. Perotto, F. Perrotta, V. Pettorino, F. Piacentini, M. Piat, E. Pierpaoli, D. Pietrobon, S. Plaszczynski, P. Platania, E. Pointecouteau, G. Polenta, N. Ponthieu, L. Popa, T. Poutanen, G. W. Pratt, G. Prézeau, S. Prunet, J. -L. Puget, J. P. Rachen, W. T. Reach, R. Rebolo, M. Reinecke, M. Remazeilles, C. Renault, S. Ricciardi, T. Riller, I. Ristorcelli, G. Rocha, C. Rosset, G. Roudier, M. Rowan-Robinson, J. A. Rubiño-Martín, B. Rusholme, M. Sandri, D. Santos, M. Savelainen, G. Savini, D. Scott, M. D. Seiffert, E. P. S. Shellard, L. D. Spencer, J. -L. Starck, V. Stolyarov, R. Stompor, R. Sudiwala, R. Sunyaev, F. Sureau, D. Sutton, A. -S. Suur-Uski, J. -F. Sygnet, J. A. Tauber, D. Tavagnacco, L. Terenzi, L. Toffolatti, M. Tomasi, M. Tristram, M. Tucci, J. Tuovinen, M. T ürler, G. Umana, L. Valenziano, J. Valiviita, B. Van Tent, P. Vielva, F. Villa, N. Vitto B. D. Wandelt, I. K. Wehus, M. White, S. D. M. White, A. Wilkinson, D. Yvon, A. Zacchei, and A. Zonca, arXiv:131303. 5076 [astro-ph. CO] (2013)

  8. D. Spergel, R. Flauger, and R. Hlozek, arXiv:1312. 3313v1 [astro-ph. CO] (2013).

  9. M. E. Jones, A. C. Edge, K. Grainge, W. F. Grainger, R. Kneissl, G. G. Pooley, R. Saunders, Sh. J. Miyoshi, T. Tsuruta, K. Yamashita, Yu. Tawara, A. Furuzawa, A. Harada, and I. Hatsukade, Mon. Not. R. Astron. Soc. 357, 518 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. M. Tewes, F. Courbin, G. Meylan, C. S. Kochanek, E. Eulaers, N. Cantale, A. M. Mosquera, I. Asfandiyarov, P. Magain, H. van Winckel, D. Sluse, R. K. S. Keerthi, C. S. Stalin, T. P. Prabhu, P. Saha, and S. Dye, Messenger 150, 49 (2012).

    ADS  Google Scholar 

  11. R. J. Weymann, D. Latham, and J. Roger, Nature 285, 641 (1980).

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. E. K. Hege, E. N. Hubbard, P. A. Strittmatter, and S. P. Worden, Astrophys. J. Lett. 248, L1 (1981).

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. P. Young, R. S. Deverill, J. E. Gunn, J. A. Westphal, and J. Kristian, Astrophys. J. 244, 723 (1981).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. C. A. Christian, D. Crabtree, and P. Waddell, Astrophys. J. 312, 45 (1987).

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. J. P. Henry and J. N. Heasley, Nature 321, 139 (1986).

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. J. L. Tonry, Astron. J. 115, 1 (1998).

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. F. Courbin, P. Magain, C. R Keeton. C. S. Kochanek, C. Vanderriest, A. O. Jaunsen, and J. Hjorth, Astron. Astrophys. 324, L1 (1997).

    ADS  Google Scholar 

  18. J. Kristian, E. J. Groth, E. J. Shaya, D. P. Schneider, J. A. Holtzman, W. A. Baum, B. Campbell, A. Code, D. G. Currie, G. E. Danielson, S. P. Ewald, J. J. Hester, R. M. Light, C. R. Lynds, E. J. O’Neil, Jr., P. K. Seidelmann, and J. A. Westphal, Astron. J. 106, 1330 (1993).

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. D. Narasimha and S. M. Chitre, in Gravitational Lenses, Ed. by R. Kayser, Th. Schramm, and L. Nieser, Lect. Notes Phys., vol. 406 (Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1992), p. 128.

  20. C. Vanderriest, G. Wlerick, G. Lelievre, J. Schneider, H. Sol, D. Horville, L. Renard, and B. Servan, Astron. Astrophys. 158, L5 (1986).

    ADS  Google Scholar 

  21. C. R. Keeton and C. S. Kochanek, Astrophys. J. 487, 42 (1997)

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. P. L. Schechter, C. D. Bailyn, R. Barr, R. Barvainis, Ch. M. Becker, G. M. Bernstein, J. P. Blakeslee, S. J. Bus, A. Dressler, E. E. Falco, R. A. Fesen, Ph. Fischer, K. Gebhardt, D. Harmer, J. N. Hewitt, J. Hjorth, T. Hurt, A. O. Jaunsen, M. Mateo, D. Mehlert, D. O. Richstone, L. S. Sparke, J. R. Thorstensen, J. L. Tonry, G. Wegner, D. W. Willmarth, and G. Worthey, Astrophys. J. 475, 85 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. W. H. Press, G. B. Rybicki, and J. N. Hewitt, Astrophys. J. 385, 404 (1992).

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. R. Barkana, Astrophys. J. 489, 21 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. J. Pelt, J. Hjorth, S. Refsdal, R. Schild, and R. Stabell, Astron. Astrophys. 337, 681 (1998).

    ADS  Google Scholar 

  26. V. G. Vakulik, V. M. Shulga, R. E. Schild, V. S. Tsvetkova, V. N. Dudinov, A. A. Minakov, S. N. Nuritdinov, B. P. Artamonov, A. Ye. Kochetov, G. V. Smirnov, A. A. Sergeyev, V. V. Konichek, I. Ye. Sinelnikov, V. V. Bruevich, T. Akhunov, and O. Burkhonov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 400, L90 (2009).

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. E. Eulaers and P. Magain, Astron. Astrophys. 536, A44 (2011).

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. I. Burud, P. Magain, S. Sohy, and J. Hjorth, Astron. Astrophys. 380, 805 (2001).

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. J. Pelt, R. Kayser, S. Refsdal, and T. Schramm, Astron. Astrophys. 305, 97 (1996).

    ADS  Google Scholar 

  30. Measuring and Modeling the Universe, Carnegie Observatories Astrophysics Series, vol. 2, Ed. by W. L. Freedman (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2003).

    Google Scholar 

  31. V. L. Oknyanskii, Astron. Lett. 19, 416 (1993).

    ADS  Google Scholar 

  32. C. W. Morgan, C. S. Kochanek, X. Dai, N. D. Morgan, and E. E. Falco, Astrophys. J. 689, 755 (2008).

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. V. S. Tsvetkova, V. G. Vakulik, V. M. Shulga, R. E. Schild, V. N. Dudinov, A. A. Minakov, S. N. Nuritdinov, B. P. Artamonov, A. Ye. Kochetov, G. V. Smirnov, A. A. Sergeyev, V. V. Konichek, I. Ye. Sinelnikov, A. P. Zheleznyak, V. V. Bruevich, R. Gaisin, T. Akhunov, and O. Burkhonov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 406, 2764 (2010).

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. C. M. Gaskell and L. S. Spark, Astrophys. J. 305, 175 (1986).

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. C. M. Gaskell and B. M. Peterson, Astrophys. J. Suppl. Ser. 65, 1 (1987).

    Article  ADS  Google Scholar 

  36. R. A. Edelson and J. H. Krolik, Astrophys. J. 333, 646 (1988).

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. L. S. Slavcheva-Mihova, V. L. Oknyanskij, and B. M. Mihov, Astrophys. Space Sci. 275, 385 (2001).

    Article  ADS  Google Scholar 

  38. V. L. Oknyanskij, V. M. Lyutyi, O. G. Taranova, and V. I. Shenavrin, Astron. Lett. 25, 411 (1999).

    Google Scholar 

  39. V. L. Oknyanskij, V. M. Lyuty, and K. K. Chuvaev, Proc. IAU Symp. 159, 401 (1994).

    ADS  Google Scholar 

  40. V. L. Oknyanskij and E. van Groningen, Astron. Astrophys. Trans. 14, 105 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. E. A. Koptelova, V. L. Oknyanskij, and E. V. Shimanovskaya, Astron. Astrophys. 452, 37 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  42. E. Koptelova,W. P. Chen, T. Chiueh, B. P. Artamonov, V. L. Oknyanskij, S. N. Nuritdinov, O. Burkhonov, T. Akhunov,V. V. Bruevich, O. V. Ezhkova, A. S. Gusev, A. V. Sergeyev, Sh. A. Ehgamberdiev, and M. A. Ibragimov, Astron. Astrophys. 544, A51 (2012).

    Article  Google Scholar 

  43. J. Pelt, W. Hoff, R. Kayser, S. Refsdal, and T. Schramm, Astron. Astrophys. 286, 775 (1994).

    ADS  Google Scholar 

  44. W. Zheng, G. A. Kriss, R. C. Telfer, J. P. Grimes, and A. F. Davidsen, Astrophys. J. 475, 469 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  45. J. Timmer and M. Koenig, Astron. Astrophys. 300, 707 (1995).

    ADS  Google Scholar 

  46. U. Borgeest, Astron. Astrophys. 128, 162 (1983)

    ADS  Google Scholar 

  47. J. H. Cooke and R. Kantowski, Astrophys. J. Lett. 195, L11 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  48. R. Kayser and S. Refsdal, Astron. Astrophys. 128, 156 (1983).

    ADS  Google Scholar 

  49. P. Schneider, Astron. Astrophys. 143, 413 (1985).

    ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to B. P. Artamonov.

Additional information

Original Russian Text © E.V. Shimanovskaya, V.L. Oknyanskii, B.P. Artamonov, 2015, published in Astronomicheskii Zhurnal, 2015, Vol. 92, No. 1, pp. 15–28.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Shimanovskaya, E.V., Oknyanskii, V.L. & Artamonov, B.P. Determining the time delays in the gravitational lens PG 1115+080. Astron. Rep. 59, 12–24 (2015). https://doi.org/10.1134/S1063772915010084

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1134/S1063772915010084

Keywords

Navigation